CN101318552B

CN101318552B - 具有用于探测卡住的装置的液压分配器

Info

Publication number: CN101318552B
Application number: CN2008101087399A
Authority: CN
Inventors: D·斯库尔拉; V·斯瓦尔
Original assignee: Airbus Helicopters SAS
Current assignee: Kong Kezhishengji
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2028-05-23
Also published as: EP1995472A1; US7984670B2; EP1995472B1; FR2916492A1; DE602008000317D1; CN101318552A; KR20080103441A; FR2916492B1; KR101010278B1; US20080289487A1

Abstract

本发明涉及一种飞机的伺服控制器(1)的液压分配器(2)，该液压分配器包括同轴的主分配件(10)和应急分配件(20)，在所述主分配件(10)卡住的情况下通过所述主分配件(10)使所述应急分配件(20)移动，所述液压分配器设有用于探测所述卡住的探测装置(60)。所述探测装置(60)设有簧片开关(66)和用于放大应急分配件的所述移动的放大装置(62、69、68)，所述放大装置包括具有磁化自由端(62′)的杠杆(62)，所述磁化自由端(62′)在所述应急分配件(20)移动的情况下启动所述簧片开关(66)。

Description

具有用于探测卡住的装置的液压分配器

技术领域

本发明涉及一种液压分配器，尤其是飞机伺服控制器的液压分配器，该液压分配器设有用于探测卡住的装置，而飞机包括例如旋翼飞机，尤其是直升飞机。

背景技术

更具体地说，直升飞机设有主水平旋翼，为其提供升力和推进力。为了调节直升飞机的方向，飞行员改变主水平旋翼的叶片的节距，即其相对于入射气流的入射角。

因此，旋翼飞机包括设有静止的下部旋转斜盘和旋转下部旋转的斜盘的旋转斜盘。静止的下部旋转斜盘通常通过三个不同的控制线连接到飞行员飞行控制器，而旋转上部旋转斜盘则通过相应的杆连接到各叶片。

因此，旋转斜盘是沿主水平旋翼的柱竖直滑动同时沿围绕球形接头的所有方向摆动的控制旋转斜盘。

由飞行员控制的旋转斜盘的摆动和竖直移动使叶片的节距发生变化，使飞行员能够调节直升飞机的方向。

通常，飞行员借助于通过多根杆连接到旋转斜盘的机械控制器来控制旋转型斜盘。但是，飞行员为了移动斜盘所必需施加的力很大。

因此，在每根控制线上设置有伺服控制器。然后飞行员不需要特别用力就可作用在各控制线上，然后伺服控制器再将来自飞行员的指令转递给旋转斜盘并因此根据要求调节叶片的节距。

类似地，直升飞机设有尾部旋翼，且其叶片的节距可通过伺服控制器来调节。

当然，例如当通过伺服控制器操作时，这也适用于飞机副翼。

应当发现，某些新型飞机具有用来代替将飞行控制器连接到伺服控制器的机械连接的电控制器。

通常，伺服控制器至少包括围绕活塞的外部气缸，通过由直升飞机飞行员的飞行控制器致动的液压分配器来控制活塞相对于气缸的运动。

同时存在两种实施例。

在第一实施例中，活塞固定到直升飞机上的固定点，而其气缸移动以作用在旋转斜盘上。本领域的技术人员将该类型的伺服控制器称为“气缸移动伺服控制器”。

相反，在第二实施例中，气缸固定到直升飞机上的固定点，而然后活塞移动以作用在旋转斜盘上。因此本领域的技术人员将这种类型的伺服控制器称为“活塞移动伺服控制器”。

此外，与该实施例无关，伺服控制器可以是称为“单气缸”或“双气缸”的类型。

然后单气缸伺服控制器具有限定由活塞分开的压缩腔和膨胀腔的气缸。然后从单个液压阀来对压缩腔和膨胀腔进行馈给。

这种伺服控制器可很好地执行其功能。但是，出于安全的原因，当力超过一定水平时，本领域的技术人员往往使用双气缸伺服控制器。

然后双气缸伺服控制器具有底部气缸和顶部气缸，它们都围绕有相应的活塞。在各气缸内，活塞限定压缩腔和膨胀腔。

此外，由连接到飞行员控制器的公共输入杠杆致动的两个分开的液压分配器分别用于对底部和顶部气缸内的压缩腔和膨胀腔进行馈给。

易于理解的是，本领域的技术人员需要来自伺服控制器的完全可靠性，因为伺服控制器的任何故障从安全角度看通常都认为是会成为灾难的故障，所以期望有这样的完全可靠性。

因此，气缸冗余度可用来解决安全问题。但无论如何，致动相应的伺服控制器气缸的各液压阀本身要完全安全也是至关重要的。

文献FR2460435揭示了具有旋转分配器件的第一液压分配器。

液压分配器具有称为“芯”的圆柱形主分配件，即安装成在静止套管内转动。

此外，在套管和主分配件之间设置有应急分配件。

该套管具有用于使气缸移动而在压力下将流体馈送到压缩腔和膨胀腔的孔。

此外，该孔设有设置在其周界内的多个渐进的开口的通道，使得当由手动控制器转动芯时，液压流体从套管的一个孔流到另一个孔。

同样，应急分配器件由径向开口贯穿以使当应急分配件转动时，流体能够从套管的一个孔穿过到另一个孔。

在常规操作下，主分配件不适于使应急分配件转动。但是，在主分配件卡住的情况下，通过摩擦带动应急分配件，由此使流体能够从套管上的一个孔流到另一个孔。

因此，即使在卡住的情况下，液压分配器也可正确运行。

但是，在这种情况下会适当地警告飞机的飞行员伺服控制器未正确运行。因此，使伺服控制器配装有用于探测卡住的装置。

运转时，应急分配件将三个球设置成轴向运动，它们通过板移动杠杆。杠杆移动致动接触器的杆以发出警报。对于密封问题，杆设有动态密封垫圈以保持接触器与液压分配器的液压系统分开，而垫圈被称为是动态的就是因为其提供有关移动部件的密封。

探测器装置是有效的。但是，尤其是动态垫圈的存在是有问题的，因为用这种动态密封来实现良好的长期可靠性是很难且很昂贵的。

然后有时动态垫圈会导致有害的液压流体的泄漏，需要拆除伺服控制器来进行维修。这种操作成本是很高的，尤其是考虑到维修时间和飞机的不可用性更是如此。

还已知第二伺服控制器具有第二液压分配器，该第二液压分配器设有基本上圆柱形的主分配件和多个应急分配件，它们并不转动而是轴向移动，分别称为“主滑动件”和“应急滑动件”。

然后主分配件沿其对称轴线移动以使液压流体能够从套管的一个孔穿过到另一个孔。

在发生卡住的情况下，主分配件沿着所述对称轴线沿应急分配件移动，由此使液压流体能够通过。

第二液压分配器装有用于探测卡住的装置。

垂直于所述对称轴线的杆在一端固定到应急分配件。第一杆设有动态密封件，该动态密封件使用于探测卡住的装置保持与第二液压分配器的液压系统分开。

在应急分配件平移的影响下，杆引起多个杠杆枢转，由此致动电接触器以触发警报。

如上所述，具有滑动件的第二液压阀是令人满意的，但有关通过动态垫圈的液压流体的泄漏问题仍未解决。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于飞机伺服控制器的液压分配器，该伺服控制器装有用于探测卡住并发出信号的装置，并且是完全不漏的、并不会有介质方面的任何泄漏风险。

根据本发明，用于飞机伺服控制器的液压分配器包括同轴线的主分配件和应急分配件，应急分配件设置成在主分配件卡住的情况下由主分配件来带动。此外，液压分配器设有用于探测卡住的探测装置以满足安全需要。

该液压分配器的值得注意之处在于该探测装置设有簧片开关和用于放大应急分配件的运动的放大装置，该放大装置包括具有具有磁化自由端的杠杆，该杠杆在应急分配件移动的情况下触发簧片开关。

更具体地说，簧片开关是由磁场控制的电开关。它在球状物内设有主叶片和两个副叶片。主叶片通常与第一副叶片接触，但是在磁线圈的作用下，它切换成与第二副叶片接触。

这种簧片开关是球形传感器，本领域的技术人员也成之为“智能线开关(ILS)”。

应当发现，在本情况中使用簧片开关是最令人出乎意料的。应急分配件的移动很小，是0.2毫米(mm)数量级，且看起来不会符合簧片开关所需要的探测范围，因为它们需要最少移动1mm。因此，簧片开关通常用于更大的移动，例如在关于行程端部接触器的上下文中。

本发明克服了在用于探测卡住的装置中不能使用这种簧片的偏见。

由于球状物的存在，用于探测卡住的装置可进入液压分配器的液压流体中。因此不再需要动态垫圈来将探测器装置与液压流体分开，由此相当大地抑制了泄漏的风险。

为了使飞机的装备能够得知伺服控制器的主分配件已被卡住，该探测装置包括设置在飞机的驾驶员座舱内的警告装置，因此簧片开关在由磁化自由端致动、并由磁铁更精确地设置在所述磁化自由端内时使警告装置工作。

在卡住的情况下，主分配件固定到应急分配件，因此使应急分配件移动。然后应急分配件使用于探测卡住的探测装置的杠杆的磁化自由端运动。因此，由此在杠杆的磁化自由端产生的磁场使簧片开关的主叶片切换，由此启动警告装置，即音响警报或视频警报。

使用杠杆来放大应急分配件的移动，使其能够被球形传感器探测到。

在一实施例中，杠杆具有至少部分与应急分配件接触的第一表面。

此外，放大装置可包括与杠杆的第二表面接触的返回弹簧，第二表面与杠杆的跟应急分配件接触的第一表面相反。

有利的是，主分配件具有从应急分配件突出的端部，该杠杆做成U形以围绕该端部。

此外，在第一变型中，放大装置包括围绕杠杆的磁化自由端的磁屏，以将由磁化自由端形成的磁场朝向簧片开关聚焦。这能够确保应急分配件和杠杆的小量移动会确实被簧片开关所探测到。

类似地，在第二变型中，该放大装置包括至少一个磁透镜以将由磁化自由端形成的磁场朝向簧片开关聚焦。

然后在杠杆的磁化自由端处设置在簧片开关和磁铁之间的所述磁透镜或各磁透镜由与其附近的其它材料相比磁渗透性很高的材料的圆柱体构成。

优选的是，所述或各磁透镜的方向朝向簧片开关并垂直于簧片开关的纵向轴线。

可将第一和第二变型组合以使由磁化自由端形成的磁场的聚焦程度最大。

最后，除了围绕主分配件和应急分配件的主壳体之外，该探测装置包括插入主壳体的副壳体、设置在主壳体和副壳体之间的静态垫圈。

由于用静态垫圈(即，在相对于彼此不移动的两部件之间提供密封的垫圈)实现的密封通常很完美，因此泄漏的风险很小或为零，即使长期使用也是如此。此外，当使用静态垫圈时制造和维护成本较低。

此外，副壳体包括有簧片开关穿过其中的支承装置，且杠杆铰接在该支承装置上，从而当应急分配件移动时，杠杆可枢转。

附图说明

在参照附图以说明方式给出的实施例的以下说明书的上下文中，本发明及其优点会更详细地显现出来，附图中：

图1是设有本发明的液压分配器的伺服控制器的剖视图；

图2是探测装置在第一平面上的剖视图；

图3是探测装置在第二平面上的剖视图；以及

图4是探测装置的径向截面图。

在不止一幅图中出现的构件在每幅图中都标以相同的标号。

具体实施方式

图1是具有本发明的液压阀2的伺服控制器1的剖视图。

伺服控制器1具有两个气缸和两个分配器。该伺服控制器具有围绕活塞5的顶部气缸3和底部气缸4，活塞5固定到飞机上。

在各顶部和底部气缸3和4内，活塞限定压缩腔3″、4″，以及膨胀腔3′、4′。

此外，各顶部气缸3和底部气缸4装有相应的液压分配器2、2′。这些液压分配器用于改变压缩腔3″、4″和膨胀腔3′、4′内的压力以相对于活塞5移动顶部气缸3和底部气缸4。

因此，顶部气缸3的液压分配器2包括基本为圆柱形并同轴的主分配件10和应急分配件20。

这些主分配件10和应急分配件20沿着竖直轴线AX延伸，该竖直轴线AX还构成其本身的对称轴线。

此外，主分配件10和应急分配件20设置在套管30内，该组件由主壳体50所围绕。

套管30具体包括五个孔31、32、33、34和35。第一孔31构成压下的液压流体(例如某些油)的入口。

第四孔34和第五孔35表示通过未示出的管道分别连接到顶部气缸3的压缩腔3″和膨胀腔3′的出口。

最后，第二和第三孔32和33构成液压流体返回孔。

主分配件10和应急分配件20还包括使流体能够从套管上的一个孔流到另一个孔的通道。

伺服控制器1通过构件40来控制，例如由飞行员通过图中未示出的机械系统启动。

当飞行员要求伺服控制器1缩进时，构件40作用在纵向向上移动的主分配件10上。

通过沿竖直轴线AX纵向移动，主分配件10使第一孔31与第五孔35连通。因此将受压液压流体送到压缩腔3″。压缩腔内的压力增加，因此致使伺服控制器的气缸相对于活塞5向下平移。

因此，容纳在膨胀腔3′内的流体通过第四孔34逸出并流向第二孔32以重新注入回路中。

相反，当飞行员要求伺服控制器1膨胀时，构件40作用在纵向向下移动的主分配件10上。

通过沿竖直轴线AX纵向移动，主分配件10使第一孔31与第四孔34连通。因此将压力下的液压流体送往膨胀腔3′。膨胀腔内的压力增加，因此致使伺服控制器的气缸相对于活塞5向上平移。

因此，容纳在收缩腔3″内的流体通过第五孔35逸出并进入第三孔33以重新注入回路中。

当然，应当理解，第二气缸4的液压分配器与第三气缸3的液压分配器以相同方式同时运行。

在卡住的情况下，即当主分配件倾向于阻塞时，平移的主分配件10带动应急分配件20。然后应急分配件使套管30内适当的孔连通，由此补偿主分配件10的失效。

为了探测这种卡住，各液压分配件2装有探测卡住的装置60。

图2和3是通过探测装置60在彼此成一定角度的第一和第二平面上的纵向剖视图。

探测装置具有插入主壳体50的副壳体61，主壳体50部分围绕主分配件10、应急分配件20和套管30。

然后静态垫圈65设置在主壳体50和副壳体61之间，由此确保主壳体50和副壳体61之间界面处的良好密封。

此外，探测装置的副壳体61设有支承装置67。参照图2，簧片开关66穿过副壳体61和支承装置67，静态垫圈66′设置在副壳体61和簧片开关66之间。

因此仅通过静态垫圈66′、65来提供密封，由此提供了优于现有技术装置的显著优点。

此外，探测装置设有用于在主分配件10卡住的情况下放大应急分配件20的移动的装置。

该放大装置包括具有铰接端的杠杆62，该铰接端通过铰链63固定到支承装置67，使得杠杆的磁化自由端62′能够进行旋转运动。

为了被磁化，杠杆的磁化自由端62′具有适于产生磁场的磁铁64。

此外，杠杆62具有与应急分配件20接触的第一表面S1。

参照图2，当主分配件卡住时，如果它沿着箭头F1移动，则它使得应急分配件沿着所述箭头F1移动。

然后应急分配件移过非常短的距离，例如0.2mm-0.5mm。

由于杠杆62与应急分配件20接触，应急分配件20的移动使杠杆62围绕铰链63沿逆时针方向枢转，应急分配件20推动杠杆62。

因此，应急分配件20的移动被放大，这是因为杠杆62的接触表面S1处的较短直线移动相应于其磁化自由端62′的较长直线移动，例如在该两直线运动之间提供4的放大因子。

然后移动由磁化自由端62′产生的磁场，由此能够启动簧片开关66。

有利的是，簧片开关向探测装置的警告装置发送信号，该警告装置设置在飞机的驾驶员座舱内以触发音响警报或视频警报运作。

参照图2，当主分配件被卡住时，其沿着箭头F2移动，并使应急分配件沿着所述箭头F2移动而运动。

然后放大装置包括与杠杆的与第一表面S1相反的第二表面S2接触的返回弹簧69。

然后就使应急分配件20在返回弹簧69的作用下保持与杠杆62接触，由此使杠杆62能够跟随应急分配件20的移动。

当应急分配件20向下平移时，返回弹簧69压抵杠杆62并趋于松弛。因此它能够推动杠杆62，杠杆62沿图2中的顺时针方向围绕铰链63枢转。

然后由磁化自由端62′产生的磁场移动，由此能够启动簧片开关66，并因此启动设置在驾驶员座舱内的警告装置。

图4是通过探测装置的剖视图。

探测装置60具有副壳体61、以及固定到所述副壳体61的支承装置67。

此外，该装置设有纵向(即平行于轴线AX)穿过副壳体61和支承装置67的簧片开关66。

探测装置的放大装置特别设有具有铰接端62″的杠杆62，该铰接端62″通过铰链固定到支承装置67，该铰链使杠杆62能够进行旋转运动。

此外，主分配件10具有从应急分配件20突出的端部10′以由构件40(如图1和2所示)控制并由飞机的飞行员启动。

然后将该端部设置在卡住探测装置的副壳体61的内部。

为了围绕该端部，将杠杆62做成基本U形。

此外，在第一变型中，放大装置有利地包括围绕杠杆62的自由端62′的磁屏(图中未示出)。

例如圆柱形的磁屏将磁场朝向簧片开关66聚焦。因此，如果杠杆95的移动不足以使簧片开关启动，仍能通过所进行的聚焦而进行所述启动。

类似地，在第二变型中，放大装置包括设置在磁化自由端62′和簧片开关66之间、固定到支承装置67上的一个或多个磁透镜68。

这些磁透镜68朝向簧片开关66并垂直于簧片开关的纵向轴线66′。

然后这些磁透镜用于将由磁化自由端62′产生的磁场朝向球形传感器66聚焦。

应当发现，主分配件10适于沿两相反方向移动，而因此应急分配件20也是如此。因此放大装置有利地具有两个磁透镜68、一个磁透镜用于应急分配件沿一个方向的移动，另一磁透镜用于应急分配件沿另一方向的移动。

当然，本发明的实施可进行无数变化。尽管以上描述了几个变型，但应当易于理解，不能排它性地认为它们旧式确定所有可能的实施例。当然，还可设想用同等装置来替换所述的任何装置而不脱离本发明的范围。

Claims

1.一种飞机的伺服控制器(1)的液压分配器(2)，所述液压分配器包括同轴的主分配件(10)和应急分配件(20)，在所述主分配件(10)卡住的情况下通过所述主分配件(10)使所述应急分配件(20)移动，所述液压分配器设有用于探测所述卡住的探测装置(60)，其中所述探测装置(60)设有簧片开关(66)和用于放大所述应急分配件的所述移动的放大装置(62、69、68)，所述放大装置包括具有磁化自由端(62′)的杠杆(62)，所述磁化自由端(62′)在所述应急分配件(20)移动的情况下启动所述簧片开关(66)，

其中，所述主分配件(10)具有从所述应急分配件(20)突出的端部(10′)，所述杠杆(62)做成U形以围绕所述端部(10′)。

2.一种飞机的伺服控制器(1)的液压分配器(2)，所述液压分配器包括同轴的主分配件(10)和应急分配件(20)，在所述主分配件(10)卡住的情况下通过所述主分配件(10)使所述应急分配件(20)移动，所述液压分配器设有用于探测所述卡住的探测装置(60)，其中所述探测装置(60)设有簧片开关(66)和用于放大所述应急分配件的所述移动的放大装置(62、69、68)，所述放大装置包括具有磁化自由端(62′)的杠杆(62)，所述磁化自由端(62′)在所述应急分配件(20)移动的情况下启动所述簧片开关(66)，

其中，所述放大装置包括设置在所述杠杆(62)的所述磁化自由端(62′)和所述簧片开关(66)之间的至少一个磁透镜(68)，以将由所述磁化自由端(62′)形成的磁场朝向所述簧片开关(66)聚焦。

3.如权利要求1或2所述的液压分配器，其特征在于，所述探测装置(60)包括设置在所述飞机的驾驶员座舱内的警告装置，所述簧片开关(66)在由所述磁化自由端(62′)启动时控制所述警告装置。

4.如权利要求1或2所述的液压分配器，其特征在于，所述杠杆(62)具有至少部分与所述应急分配件(20)接触的第一表面(S1)。

5.如权利要求4所述的液压阀，其特征在于，所述放大装置包括与所述杠杆(62)的第二表面(S2)接触的返回弹簧(69)，所述第二表面(S2)与所述杠杆(62)的第一表面(S1)相对，所述第一表面与所述应急分配件(20)接触。

6.如权利要求1或2所述的液压分配器，其特征在于，所述放大装置包括围绕所述杠杆(62)的所述磁化自由端(62′)的磁屏，以将由所述磁化自由端(62′)形成的磁场朝向所述簧片开关(66)聚焦。

7.如权利要求2所述的液压分配器，其特征在于，所述至少一个磁透镜(68)朝向所述簧片开关(66)并垂直于所述簧片开关(66)的纵向轴线。

8.如权利要求1或2所述的液压分配器，其特征在于，主壳体(50)围绕所述主分配件和应急分配件(10、20)，且所述探测装置(60)包括插入所述主壳体(50)的副壳体(61)、设置在所述主壳体(50)和所述副壳体(61)之间的静态垫圈(65)。

9.如权利要求8所述的液压分配器，其特征在于，所述副壳体(61)包括支承装置(67)，所述簧片开关(66)穿过所述支承装置(67)，且所述杠杆(62)铰接在所述支承装置(67)上。

10.如权利要求1或2所述的液压分配器，其特征在于，所述磁化自由端(62′)包括磁铁(64)。